PyTorch LSTM 单步、多步时间预测

PyTorch LSTM 单步、多步时间预测

多维输入、多维输出;单步预测、多步滚动预测

python 复制代码
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim

class LSTMModel(nn.Module):
    def __init__(self, input_dim, hidden_dim, num_layers, output_dim):
        super(LSTMModel, self).__init__()
        self.hidden_dim = hidden_dim
        self.num_layers = num_layers
        self.lstm = nn.LSTM(input_dim, hidden_dim, num_layers, batch_first=True)
        self.fc = nn.Linear(hidden_dim, output_dim)

    def forward(self, x):
        h0 = torch.zeros(self.num_layers, x.size(0), self.hidden_dim).to(x.device)
        c0 = torch.zeros(self.num_layers, x.size(0), self.hidden_dim).to(x.device)
        out, _ = self.lstm(x, (h0, c0))
        out = self.fc(out[:, -1, :])
        return out

# 超参数
input_dim = 400
hidden_dim = 64
num_layers = 2
output_dim = 1
num_epochs = 100
learning_rate = 0.001
batch_size = 32

# 初始化模型、损失函数和优化器
model = LSTMModel(input_dim, hidden_dim, num_layers, output_dim)
criterion = nn.MSELoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate)

# 示例训练代码(假设已经定义了train_loader)
for epoch in range(num_epochs):
    for i, (inputs, labels) in enumerate(train_loader):
        model.train()
        outputs = model(inputs)
        loss = criterion(outputs, labels)
        optimizer.zero_grad()
        loss.backward()
        optimizer.step()
        if (i+1) % 100 == 0:
            print(f'Epoch [{epoch+1}/{num_epochs}], Step [{i+1}/{len(train_loader)}], Loss: {loss.item():.4f}')

# 保存模型
torch.save(model.state_dict(), 'lstm_model_single_step.pth')

# 多步预测函数
def multi_step_predict(model, input_seq, future_steps):
    model.eval()  # 切换到评估模式
    predictions = []

    input_seq = input_seq.unsqueeze(0)  # 增加batch维度,shape变为 (1, seq_len, input_dim)

    for _ in range(future_steps):
        with torch.no_grad():  # 禁用梯度计算
            pred = model(input_seq)  # 预测下一个时间步
        predictions.append(pred.item())  # 存储预测值

        # 更新输入序列,将预测值添加到末尾,并移除最早的一个时间步
        input_seq = torch.cat((input_seq[:, 1:, :], pred.unsqueeze(0).unsqueeze(2)), dim=1)

    return predictions

# 示例调用
initial_input_seq = torch.randn(1, 155, 400)  # 假设这是的初始输入
future_steps = 10
predictions = multi_step_predict(model, initial_input_seq, future_steps)
print(predictions)
相关推荐
葫三生1 小时前
《论三生原理》神话学构想与“神话历史”理论、《古史中的神话》思路异同?
大数据·人工智能·科技·深度学习·算法
陈年老古董2 小时前
PyTorch食物图像分类实战:从数据集制作到CNN模型训练全流程详解
pytorch·深度学习·学习·机器学习·分类·cnn
2601_962301013 小时前
深入探索 TensorFlow 2.0:Python 中的强大深度学习框架
深度学习·分布式训练·keras·tensorflow2.0·eagerexecution
方方洛5 小时前
vllm教程-19-模型架构基础
人工智能·深度学习·llm
weixin_429630266 小时前
17.5 基于角加速度计与陀螺仪融合的深度学习辅助卡尔曼滤波低成本姿态估计
人工智能·深度学习
2601_962300817 小时前
用PyTorch Lightning简化空间分析:Python和机器学习的力量
python·深度学习·机器学习·空间分析·pytorchlightning
June bug7 小时前
【HCIA- AI(正课)】2.6.Transformer架构和Diffusion结构介绍
人工智能·深度学习·transformer
weixin_408266347 小时前
深度学习-nuscenes数据集关系
深度学习
羞儿8 小时前
【读点论文】From Coarse to Fine-Grained Open-Set Recognition
人工智能·深度学习·计算机视觉·细粒度·开集识别
matlab代码9 小时前
基于直方图优化的图像去雾技术【源码71期】
人工智能·深度学习·计算机视觉